Способ изготовления матриц для горячей штамповки деталей типа зубчатых колес

Изобретение относится к машиностроению и может быть использованопри точной беэоблойной штамповке зубчатых колес,Цель изобретения - повышение точности получаемых изделий и снижениеэнергозатрат процесса.На фиг, 1 схематически представлена штампованная, забандажированная вставка матрицы; на фиг. 2 - схема первой электроэрозионнсй обработки вставки матрицы; на фиг, 3 - схема формирования электрода для второйэлектроэрозионной обработки, исходное положение; на фиг. 4 - то же,конечное положение; на фиг. 5 - схема второй электроэрозионной обработки вставки матрицы, исходное положение; на фиг. 6 - то же, конечноеположение.Способ осуществляют следующим образом,Предварительно отштампованнуювставку матрицы 1 запресовывают,вбандаж 2 с определенным расчетнымнатягом, после чего осуществляютрастяжение забанцажированной вставкиматрицы 1 на величину, равную ее упругой деформации при штамповке. Перемещая забандажированную. т,е. сжатую, вставку матрицы 1 относительнонаружного бандажа 2 по коническойповерхности таким образом, чтобы натяг ее уменьшался и, следовательно,уменьшалась величина сжатия (фиг.1),можно получить новый больший диаметргравюры вставки матрицы, оавный еепервоначальному большему диаметруплюс величина диаметральной упругойдеформации при штамповке, т.е,1=Рщ +Ь, или просто равный большему диаметру гравюры горячего изделия отштампованного в этой матрице,В этом случае изменение всей гравюрыматрицы практически идентично случаюрастяжения этой вставки матрицы совместно с бандажом на величину, прикоторой больший диаметр гравюры также равен Р , Таким образом перемещая вставку матрицы относительно еенаружного бандажа можно добиться,чтобы больший диаметр гравюры вставки матрицы стал равен расчетному1диаметру 0 , т.е, как бы растянутьее на ту же величину, на которую она растягивается во время штамповки,при этомгор - иар где 5 - величина диаметральной упругой деформации; В - больший диаметр гравюры гоеор рячего изделия; В - больший диаметр гравюры забандажированной матрицы, нар нп р тоо+6=0где 0 - больший диаметр гравюрырастянутой при штамповкематрицы.После этого производят первую электроэрозионную обработку гравюры вставки матрицы 1 с помощью электрода 3 (фиг, 2), номинальные размеры рабочей части которого равны номинальным размерам готового зубчатого колеса, увеличенным на величину теплового расширения колеса при нагреве под штамповку. Затем в бандажированнои матрице формируют электрод для второй электроэрозионной обработки матрицы (фиг. 3,4), После чего вставку матрицы 1 повторно растягивают на величину ее упругой деформации при штамповке (фиг. 1) и затем осуществляют окончательную электроэрозионную обработку вставки матрицы 1 электродом 4. Электроэрозионную обработку матрицы ведут в направлении удаления из нее иэделия а электрод при этом повернут на 180 по отношению к его положению в матрице при его формировании.П р и м е р. Изготавливали матрицы для штамповки цилиндрических зубчатых колес мотороллера Тулас числом зубьев Е=18 в модулем 2,5. Мастер пуансоны для вьдавливания изготавливались с припуском .под злектроэрозионную обработку. Вьдавленная матрица подвергалась термомеханической обработке и бандажированию в трехслойном контейнере, Уменьшение наружного диаметра гравюры матрицы после бандажирования составило 0,45 мм, Предварительная штамповка поковок в этой матрице показала следующее; Во =52 мм - максимальный наружный диаметр гравюры матрицы в забандажированном состоянии без учета приложения нагрузки со стороны штампуемого металла; 052,3 мм - наружный диаметр горячей поковки зубчатого колеса", 6 =52,3 129970052,0=0,3 мм - величина упругой деформации матрицы во время штамповки.Следовательно, матрица во время штамповки в ней поковки зубчатого колеса растягивается на 0,3 мм. Для того, чтобы растянуть матрицу на 0,3 мм уменьшаем величину ее сжатия на 0,3 мм. Для этого перемещаем ее вдоль наружного контейера в сторону большего основания ксьнуса до тех пор,О пока Р(наружный максимальный) диаметр гравюры матрицы не увеличиваетсяна 0,3 мм. Затем подвергаем ее электроэрозионной обработке, применяя для этой цели электрод, имею щий номинальную гравюру зубчатого колеса, увеличенную на величину теплового расширения этого зубчатого колеса при 850-950 С, т.еэлектрод, имеющий гравюру, идентичную гравюре 20 зубчатого колеса, нагретого на 850-950".С. После чего снова "добандажировав" матрицу провели экспериментальную штамповку зубчатых колес, Замеры штампованных зубчатых колес в сечении посередине высоты венца показали, что отличие гравюры штампованных зубчатых колес от номинальной . гравюры не превышает 0,04 мм макс, Такое незначительнео отличие гравюры от номинальной другими способами изготовления матриц достичь не удавалось. Несхождение на 0,04 мм можно объяснить колебаниями температуры нагрева заготовок и колебаниями объ ема заготовок, что вместе взятое приводило к колебанию усилий штамповки и, следовательно, к некоторому колебанию деформационных искажений.40Неравномерность удельных давлений по высоте зубчатого колеса (удельное давление вблизи прессующего пуансона больше но величине) привела как бы к некоторой "коиусности" венца зубчатого колеса. Длина общей нормали, измеренная у того торца зубчатого венца, который находится ближе к прессующему пуансону, иа 0,05 мм больше длины общей нормали, измерен ной у второго торца, Для ликвидации этого дефекта провели штамповку зубчатого колеса из медной заготовки, использовав для этои цели отожженую медь марки МГОСТ 859-78, ииеющуо б, =5,5 кг/мм (б стали при 850 С 5 кг/м 4), Получив медную поковку зубчатого колеса, использовали ее в качестве электрода для повторной электроэрозионной обработки матрицы, в которой проводилась штамповка этого электрода, предварительно снова уменьшив сжатия матрицы на 0,3 мм (т,е, как бы растянув ее на 0,3 мм). При второй электроэрозионной обработке электрод перемещался от одного из торцов матрицы к второму, плоскость которого в рабочем состоянии совпадает с плоскостью разъема, т.е. направление движения электрода соотвествовало направлению выталкиванияпоковки из матрицы после штамповки. Электрод направляли вперед меньшимо торцом, т.е, повернув на 80 по отношению к его положению во время его штамповки. На фиг. 5 и 6 изображена схема второй электроэрозионной обработки матрицы медным штампованным электродом (и - расчетная величина "недобандажирования" матрицы 4 для увеличения размеров ее гравюры).После чего матрицу снова бандажировали в номинальное положение и провели в ней штамповку партии стальных зубчатых колес. После их замера было установлено следующее: несовпадение гравюры штампованных зубчатых колес с профилем номинальной гравюры в среднем сечении высоты зубчатого венца осталось на прежнем уровне 0,04 мм. Но разница в длинах общих нормалей, измеренных у обоих торцов, уменьшилась и не превышала 0,02 мм, т.е. повторная электроэрозионная обработка, внеся коррекцию в матрицу, позволила ликвидировать такой сложно ликвидируемый дефект, как конусность на цилиндрических зубчатых колесах.формула изобретенияСпособ изготовления матриц для горячей штамповки деталей типа зубчатых колес, заключающийся в предварительном формообразовании: гравюры вставки матрицы, ее термохимической обработке, бандажировании, а также последующей электроэрозионной обработке вставки матрицы при помощи электрода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности получаемых изделий и снижения энергозатрат процесса, электроэрозионную обработку производят в два этапа, производят растяжение вставки в радиальных направлениях перед каждым5 1299700 6этапом обработки на величину ее упру- па обработки в матрице выдавливаниемгой деформации в процессе горячей . формируют электрод для второго этапаштамповки, причем после первого эта- электроэрозионной обработки,1299700 Составитель В. Бещековисина Техред Н.Глущенко Корректор О. Лугова актор ПодписноеСР Заказ 959 9 НИИП 4 жгород, ул Про Тираж 583И Государственного кделам изобретений и5, Москва, Ж-Э 5, Рауш твенно-полигра ическое пре митета С открытий ская наб